KR102237271B1 - Water vapor permeable filtration material - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소수성을 갖는 소수성 층과 친수성을 갖는 친수성 층이 적층되어 구성되어 있고, 소수성 층 또는 친수성 층 중 어느 한쪽이 PTFE를 사용하여 형성된 PTFE 다공질막으로 구성됨과 함께, 소수성 층 또는 친수성 층 중 어느 다른 쪽이 통기성을 갖는 통기성 시트로 구성된다.In the present invention, a hydrophobic layer having a hydrophobicity and a hydrophilic layer having a hydrophilicity are laminated, and one of the hydrophobic layer or the hydrophilic layer is composed of a PTFE porous membrane formed using PTFE, and any of the hydrophobic layer or the hydrophilic layer The other side is composed of a breathable sheet having breathability.
Description
본 발명은 투습성을 갖는 여과재에 관한 것으로, 특히 PTFE 다공질막을 사용하여 형성된 것에 관한 것이다.The present invention relates to a filter medium having moisture permeability, and in particular, to one formed using a porous PTFE membrane.
[관련 출원의 상호 참조][Cross reference of related applications]
본원은, 일본 특허 출원 제2013-272760호의 우선권을 주장하고, 인용에 의해 본원 명세서의 기재에 포함된다.This application claims the priority of Japanese Patent Application No. 2013-272760, and is incorporated in the description of this specification by reference.
종래부터, 습도가 다른 두 기체가 투습성을 갖는 여과재(투습성 여과재)를 개재하여 인접하도록 배치됨으로써, 습도가 높은 쪽의 기체로부터 습도가 낮은 쪽의 기체로, 투습성 여과재를 개재하여 습기(수증기)를 이동시켜, 양쪽의 기체 중 적어도 한쪽의 습도를 조정하는 방법이 알려져 있다. 예를 들어, 투습성 여과재를 사용하여 형성된 주머니체 중에 흡착재가 수용되어 구성된 부재를 사용하는 방법이 알려져 있다(특허문헌 1 참조).Conventionally, two gases having different humidity are disposed adjacent to each other through a filter medium (permeable filter medium) having moisture permeability, so that moisture (water vapor) is transmitted from the gas on the high humidity side to the gas on the lower humidity side through the moisture permeable filter medium. A method of moving and adjusting the humidity of at least one of both gases is known. For example, a method of using a member configured by accommodating an adsorbent in a bag body formed using a moisture permeable filter medium is known (see Patent Document 1).
이러한 부재의 내측 공기는, 흡착재에 의해 수증기가 흡착되기 때문에, 주머니체 외측의 공기보다도 습도가 낮아진다. 이에 의해, 외측의 공기의 수증기가 투습성 여과재를 투과하여 주머니체의 내측에 침입하고, 흡착재에 흡착되게 된다. 즉, 이러한 부재가 소정의 공간에 배치됨으로써, 이러한 공간의 공기(주머니체 외측의 공기)의 습도를 조정(조습)하는 것이 가능하게 된다.Since water vapor is adsorbed by the adsorbent in the air inside such a member, the humidity is lower than that of the air outside the bag body. Thereby, the water vapor of the outside air permeates the moisture permeable filter medium, penetrates into the inside of the bag body, and is adsorbed by the adsorbent. That is, by arranging such a member in a predetermined space, it becomes possible to adjust (humidify) the humidity of the air in such a space (air outside the pocket body).
상기와 같은 투습성 여과재로서는, 수증기가 투과 가능함과 함께, 투습성 여과재를 개재하여 인접하는 공간을 양호하게 구분하는 것이 필요해진다. 이러한 투습성 여과재를 구성하는 소재로서는, 폴리테트라플루오로에틸렌의 다공질막(이하, PTFE 다공질막으로도 기재함)이 사용된다. 이러한 PTFE 다공질막은, 양호한 투습성을 갖는다는 것이 알려져 있다. 이로 인해, 습도가 다른 두 기체가 PTFE 다공질막을 개재하여 인접하도록 배치됨으로써, 이러한 두 기체를 구별하면서도, 습도가 높은 쪽의 기체로부터 습도가 낮은 쪽의 기체로 수증기를 이동(투습성 여과재를 투과하여 이동)시키는 것이 가능하게 된다.As the moisture-permeable filter medium as described above, it is necessary to allow water vapor to permeate, and to properly divide adjacent spaces through the moisture-permeable filter material. As a material constituting such a moisture permeable filter medium, a porous polytetrafluoroethylene membrane (hereinafter, also referred to as a porous PTFE membrane) is used. It is known that such a porous PTFE membrane has good moisture permeability. For this reason, two gases with different humidity are placed adjacent to each other through the PTFE porous membrane, and while distinguishing these two gases, water vapor moves from the gas on the high humidity side to the gas on the low humidity side (transfers through the moisture permeable filter medium). ) It becomes possible.
그런데, 상기와 같은 PTFE 다공질막은, 비교적으로 두께가 얇고, 빳빳함이 없기 때문에, PTFE 다공질막만을 투습성 여과재로서 사용하는 것은, 핸들링이 나쁘다. 이로 인해, 어느 정도의 두께 통기성 시트를 PTFE 다공질막에 적층함으로써, 핸들링성이 좋은(빳빳함이 있는) 투습성 여과재가 제공되고 있다.By the way, since the above-described porous PTFE membrane is relatively thin and has no stiffness, handling is poor when only the PTFE porous membrane is used as a moisture permeable filter material. For this reason, by laminating an air permeable sheet of a certain thickness on a PTFE porous membrane, a moisture permeable filter medium having good handling properties (stiffness) has been provided.
그러나, 이러한 투습성 여과재는, PTFE 다공질막에 통기성 시트가 적층되어 있기 때문에, PTFE 다공질막만인 경우 보다도 두께가 두꺼워진다. 여기서, 투습성 여과재의 투습성(한쪽면측으로부터 다른 쪽면측으로의 수증기의 이동도)은, 여과재의 두께에 반비례하기 때문에, 이러한 투습성 여과재는, PTFE 다공질막 단체보다도 투습성이 낮은 것이 된다. 이로 인해, 이러한 투습성 여과재에서는, 한쪽 면측으로부터 다른 쪽 면측으로의 수증기의 투과가 효과적으로 행해지지 않게 된다.However, since the breathable sheet is laminated on the porous PTFE membrane, the moisture permeable filter medium is thicker than that of the porous PTFE membrane alone. Here, since the moisture permeability (mobility of water vapor from one side to the other side) of the moisture permeable filter medium is inversely proportional to the thickness of the filter medium, such a moisture permeable filter medium has lower moisture permeability than the PTFE porous membrane alone. For this reason, in such a moisture permeable filter medium, water vapor cannot be effectively transmitted from one side to the other side.
따라서, 본 발명은 PTFE 다공질막에 통기성 시트가 적층되어 이루어지는 투습성 여과재이며, PTFE 다공질막 자체의 투습성에 대하여 투습성이 저하되는 것이 억제된 투습성 여과재를 제공하는 것을 과제로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a moisture-permeable filter material in which a breathable sheet is laminated on a porous PTFE membrane, and a moisture-permeable filter material in which the moisture permeability of the PTFE porous membrane itself is suppressed from deteriorating.
본 발명에 따른 투습성 여과재는, 시트 형상으로 형성되어 적어도 한쪽 면측으로부터 다른 쪽 면측을 향하여 수증기를 투과 가능하게 구성된 투습성 여과재이며, 소수성을 갖는 소수성 층과 친수성을 갖는 친수성 층이 적층되어 구성되어 있고, 소수성 층 또는 친수성 층 중 어느 한쪽이 PTFE를 사용하여 형성된 PTFE 다공질막으로 구성됨과 함께, 소수성 층 또는 친수성 층 중 어느 다른 쪽이 통기성을 갖는 통기성 시트로 구성된다.The moisture-permeable filter material according to the present invention is a moisture-permeable filter material formed in a sheet shape and configured to allow water vapor to permeate from at least one side to the other side, and a hydrophobic layer having a hydrophobicity and a hydrophilic layer having a hydrophilic property are stacked. One of the hydrophobic layer or the hydrophilic layer is composed of a PTFE porous membrane formed using PTFE, and the other of the hydrophobic layer or the hydrophilic layer is composed of a breathable sheet having air permeability.
상기 통기성 시트는, 부직포를 사용하여 형성되어 있고, 해당 부직포는, 두께가 20㎛ 이상 1000㎛ 이하인 것이 바람직하다.The air permeable sheet is formed using a nonwoven fabric, and the nonwoven fabric preferably has a thickness of 20 µm or more and 1000 µm or less.
상기 소수성 층과 친수성 층이 접촉하도록 적층되어 구성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the hydrophobic layer and the hydrophilic layer are stacked and configured to contact each other.
도 1은 본원 발명의 실시 형태에 따른 투습성 여과재의 단면도.1 is a cross-sectional view of a moisture permeable filter medium according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도 1을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 도면에 있어서 동일 또는 상당하는 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고 그 설명은 반복하지 않는다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. In addition, in the following drawings, the same reference numerals are attached to the same or corresponding parts, and the description is not repeated.
본 실시 형태에 따른 투습성 여과재(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 시트 형상의 형상을 갖는 것이다. 그리고, 투습성 여과재(1)는 한쪽 면측으로부터 다른 쪽 면측을 향하여 수증기를 투과 가능하게 구성된다. 구체적으로는, 투습성 여과재(1)는 소수성을 갖는 소수성 층(2)과 친수성을 갖는 친수성 층(3)이 적층되어 구성된다. 또한, 친수성이란, 각 층을 구성하는 소재(구체적으로는, 수지 자체)의 흡수율이 0.01% 이상인 것을 말하고, 소수성이란, 각 층을 구성하는 소재(구체적으로는, 수지 자체)의 흡수율이 0.01% 미만인 것을 말한다. 흡수율이란, ASTM 규격 D570에 준거하여, 23도, 24시간의 조건에서 측정되는 것이다.As shown in Fig. 1, the moisture permeable filter medium 1 according to the present embodiment has a sheet-like shape. And the moisture permeable filter medium 1 is comprised so that water vapor can permeate|permeate from one side to the other side. Specifically, the moisture permeable filter medium 1 is formed by laminating a
투습성 여과재(1)는, PTFE를 사용하여 형성된 PTFE 다공질막과 통기성을 갖는 통기성 시트로 구성된다. 구체적으로는, 소수성 층(2) 또는 친수성 층(3) 중 어느 한쪽이 PTFE 다공질막으로 구성됨과 함께, 소수성 층(2) 또는 친수성 층(3) 중 어느 다른 쪽이 통기성 시트로 구성된다. 즉, 소수성 층(2)이 PTFE 다공질막으로 구성되는 경우, 친수성 층(3)이 통기성 시트로 구성되고, 친수성 층(3)이 PTFE 다공질막으로 구성되는 경우, 소수성 층(2)이 통기성 시트로 구성된다. 이하에서는, 소수성 층(2)이 PTFE 다공질막으로 구성되고, 친수성 층(3)이 통기성 시트로 구성되는 경우에 대하여 설명한다.The moisture permeable filter medium 1 is composed of a porous PTFE membrane formed using PTFE and a breathable sheet having air permeability. Specifically, either one of the
소수성 층(2)이 PTFE 다공질막으로 구성되는 경우, 소수성을 갖는 PTFE 다공질막이 사용된다. 이러한 PTFE 다공질막의 흡수율로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.01% 미만이고, 0%인 것이 바람직하다. 또한, PTFE 다공질막은 다공질인 동시에, 투과 유속 5.3cm/sec에서의 압력 손실이 80mmH2O 이하인 것이 바람직하다. 또한, PTFE 다공질막은, 투과 유속 5.3cm/sec, 측정 입자 직경 0.1㎛ 이상 0.2㎛ 이하에서의 포집 효율이 바람직하게는 60% 이상, 보다 바람직하게는 70% 이상이고, PF값이 22 이상인 것이 바람직하다. PTFE 다공질막을 형성하는 방법으로서는, 예를 들어 다음의 방법을 채용할 수 있다.When the
구체적으로는, PTFE 파인 파우더에 액상 윤활제를 첨가하여 페이스트상의 혼합물을 형성한다. 액상 윤활제로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 혼합물 표면에 적당한 습윤성을 부여할 수 있는 것이면 되고, 추출 처리나 가열 처리에 의해 제거할 수 있는 것이라면 특히 바람직하다. 예를 들어, 유동 파라핀, 나프타, 화이트 오일 등의 탄화수소 등이 액상 윤활제로서 사용된다. 액상 윤활제의 첨가량으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 PTFE 파인 파우더 100질량부에 대하여, 5질량부 이상 50질량부 이하인 것이 바람직하다.Specifically, a liquid lubricant is added to the PTFE fine powder to form a paste-like mixture. The liquid lubricant is not particularly limited, and any one capable of imparting suitable wettability to the surface of the mixture is particularly preferable as long as it can be removed by extraction treatment or heat treatment. For example, hydrocarbons such as liquid paraffin, naphtha, and white oil are used as liquid lubricants. The amount of the liquid lubricant to be added is not particularly limited, and for example, it is preferably 5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the PTFE fine powder.
그리고, 상기 혼합물을 예비 성형하고, 예비 성형체를 성형한다. 예비 성형은, 혼합물로부터 액상 윤활제를 분리하지 않을 정도의 압력에서 행하는 것이 바람직하다. 이어서, 얻어진 예비 성형체를 압출 성형이나 압연 성형함으로써 시트 형상으로 성형한다. 그 후, 얻어진 성형체를 1축 연신 또는 2축 연신함으로써 다공질화시켜서 PTFE 다공질막으로 한다. 또한, 연신 조건으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 30℃ 이상 400℃ 이하의 온도 환경에서, 연신 배율이 각축 의 1.5배 이상 200배 이하인 것이 바람직하다. 또한, 연신 공정으로 소성 처리되지 않은 경우에는, 연신 공정 후에 융점 이상의 온도에서 PTFE 다공질막을 소성하는 것이 바람직하다.Then, the mixture is preformed, and a preform is formed. It is preferable that the preforming is performed at a pressure such that the liquid lubricant is not separated from the mixture. Next, the obtained green body is formed into a sheet shape by extrusion molding or rolling molding. Thereafter, the obtained molded body is uniaxially stretched or biaxially stretched to make it porous to obtain a PTFE porous membrane. Further, the stretching conditions are not particularly limited, and for example, in a temperature environment of 30° C. or more and 400° C. or less, the stretching ratio is preferably 1.5 times or more and 200 times or less of each axis. In addition, in the case where the firing treatment is not performed in the stretching step, it is preferable to fire the PTFE porous membrane at a temperature equal to or higher than the melting point after the stretching step.
친수성 층(3)이 통기성 시트로 구성되는 경우, 친수성을 갖는 통기성 시트가 사용된다. 통기성 시트를 구성하는 소재(구체적으로는, 수지 자체)의 흡수율로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.01% 이상이고, 0.03% 이상 2% 이하인 것이 바람직하고, 0.3% 이상 1.6% 이하인 것이 보다 바람직하다. 통기성 시트로서는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 부직포나 직포, 망사 등을 사용할 수 있지만, 부직포를 사용하는 것이 특히 바람직하다.When the hydrophilic layer 3 is composed of a breathable sheet, a breathable sheet having hydrophilicity is used. The water absorption rate of the material constituting the breathable sheet (specifically, the resin itself) is not particularly limited, but it is 0.01% or more, preferably 0.03% or more and 2% or less, and more preferably 0.3% or more and 1.6% or less. It does not specifically limit as a breathable sheet|seat, For example, although a nonwoven fabric, a woven fabric, a mesh, etc. can be used, it is especially preferable to use a nonwoven fabric.
또한, PTFE 다공질막(소수성 층(2))과 통기성 시트(친수성 층(3))를 열 용착(열 라미네이트)시키는 경우에는, 열가소성을 갖는 소재를 포함하는 부직포를 통기성 시트로서 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 폴리올레핀(폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 폴리아미드, 폴리에스테르, 방향족 폴리아미드, 아크릴, 폴리이미드 등의 합성 섬유, 이들의 복합재 등으로 구성된 부직포를 통기성 시트로서 사용하는 것이 바람직하다.In addition, in the case of thermal welding (thermal lamination) between the PTFE porous membrane (hydrophobic layer 2) and the breathable sheet (hydrophilic layer 3), it is preferable to use a nonwoven fabric containing a thermoplastic material as the breathable sheet. . For example, it is preferable to use a nonwoven fabric composed of synthetic fibers such as polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), polyamide, polyester, aromatic polyamide, acrylic, polyimide, and composite materials thereof as the breathable sheet.
또한, 부직포로서는, 융점에 차가 있는 2성분을 원료로 하는 섬유를 포함하는 것이면 바람직하다. 예를 들어, 코어 부분과 외피 부분이 융점이 다른 성분으로 구성된 심초 섬유로 형성되는 부직포를 사용할 수 있다. 심초 섬유로 구성되는 부직포(통기성 시트)로서는, 예를 들어 폴리프로필렌(PP)로 형성되는 코어 부분과 폴리에틸렌(PE)로 형성되는 외피 부분을 구비하는 심초 섬유를 포함하는 부직포를 들 수 있다. 그리고, 이러한 부직포는, PMMA 처리됨으로써, 외피 부분을 형성하는 PE가 친수성을 갖는 것이다. 또는, 폴리프로필렌테레프탈레이트(PET)로 형성되는 코어 부분과 나일론 6(PA6)으로 형성되는 외피 부분을 구비하는 심초 섬유를 포함하는 부직포를 들 수 있다. 그리고, 이러한 부직포는, 외피 부분을 형성하는 PA6이 친수성을 가짐으로써, 친수성을 갖는 것이다. 즉, 상기의 부직포(통기성 시트)의 친수성은, 외피 부분의 구성에서 유래되는 것이다.In addition, as the nonwoven fabric, it is preferable as long as it contains fibers made of two components having a difference in melting point as a raw material. For example, it is possible to use a nonwoven fabric in which the core portion and the outer skin portion are formed of core sheath fibers composed of components having different melting points. As a nonwoven fabric (breathable sheet) made of core sheath fibers, for example, a nonwoven fabric containing core sheath fibers having a core portion made of polypropylene (PP) and an outer skin portion made of polyethylene (PE) may be mentioned. In addition, in such a nonwoven fabric, by PMMA treatment, the PE forming the outer skin portion has hydrophilicity. Alternatively, there may be mentioned a nonwoven fabric including core sheath fibers having a core portion formed of polypropylene terephthalate (PET) and an outer skin portion formed of nylon 6 (PA6). And, such a nonwoven fabric has hydrophilicity by having a hydrophilicity of PA6 forming the outer skin portion. In other words, the hydrophilicity of the nonwoven fabric (breathable sheet) is derived from the configuration of the outer skin portion.
또한, 부직포를 구성하는 섬유는, 1성분으로 구성되는 것이어도 되고, 예를 들어 에틸렌아세트산비닐(EVA)의 섬유로 구성되어도 된다. 이러한 부직포는, EVA가 친수성을 갖는 소재임으로써, 친수성을 갖는 것이다. 또한, 통기성 시트의 친수성은, 통기성 시트를 구성하는 소재가 플라즈마 처리됨으로써 친수성을 갖도록 구성되어도 된다.Further, the fibers constituting the nonwoven fabric may be composed of one component, or may be composed of, for example, ethylene vinyl acetate (EVA) fibers. Such a nonwoven fabric has hydrophilicity because EVA is a material having hydrophilicity. Further, the hydrophilicity of the breathable sheet may be configured to have hydrophilicity by plasma treatment of the material constituting the breathable sheet.
통기성 시트가 부직포인 경우, 해당 부직포는, 두께(즉, 친수성 층(3)의 두께)로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 20㎛ 이상 1000㎛ 이하인 것이 바람직하고, 50㎛ 이상 500㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 부직포의 단위 면적당 중량으로서는, 2g/㎡ 이상 200g/㎡ 이하인 것이 바람직하고, 10g/㎡ 이상 100g/㎡ 이하인 것이 보다 바람직하다.When the breathable sheet is a non-woven fabric, the non-woven fabric is not particularly limited as a thickness (that is, the thickness of the hydrophilic layer 3), for example, preferably 20 µm or more and 1000 µm or less, and 50 µm or more and 500 µm or less. It is more preferable. Further, the weight per unit area of the nonwoven fabric is preferably 2 g/
소수성 층(2)과 친수성 층(3)을 적층하여 투습성 여과재(1)를 형성하는 방법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 통기성 시트(바람직하게는, 부직포)를 가열하여 연화시켜서 PTFE 다공질막과 압착(즉, 열 라미네이트)함으로써, 소수성 층(2)과 친수성 층(3)을 적층하는 방법을 채용할 수 있다. 또는, PTFE 다공질막과 통기성 시트와의 사이에 핫 멜트나 감압형의 접착제를 배치하고, PTFE 다공질막과 통기성 시트를 압착함으로써, 소수성 층(2)과 친수성 층(3)을 적층하는 방법을 채용할 수 있다. 즉, 본원 실시 형태의 투습성 여과재(1)는 소수성 층(2)과 친수성 층(3)이 적층되어서 접촉한 상태로 된다.The method of forming the moisture permeable filter medium 1 by laminating the
PTFE 다공질막과 통기성 시트를 압착하는 방법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 한 쌍의 롤러 부재(도시하지 않음) 사이에, PTFE 다공질막과 통기성 시트를 적층시키면서 반송하고, PTFE 다공질막과 통기성 시트를 연속적으로 압착하는 방법을 채용할 수 있다. 또는, 한 쌍의 플레이트(도시하지 않음) 사이에, 낱장 형상의 PTFE 다공질막 및 통기성 시트를 적층한 상태에서 배치하고, 낱장마다 단속적으로 압착을 행하는 방법을 채용해도 된다.The method of compressing the porous PTFE membrane and the air permeable sheet is not particularly limited, and for example, the porous PTFE membrane and the air permeable sheet are laminated and conveyed between a pair of roller members (not shown). A method of continuously pressing the breathable sheet can be employed. Alternatively, a method in which a sheet-shaped porous PTFE membrane and an air permeable sheet are stacked between a pair of plates (not shown) may be disposed and intermittently compressed for each sheet.
상기와 같이 하여 형성되는 투습성 여과재(1)의 두께로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 0.02mm 이상 0.5mm 이하인 것이 바람직하고, 0.07mm 이상 0.3mm 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 투습성 여과재(1)의 투습도로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 한 시간당 150g/㎡ 이상 175g/㎡ 이하인 것이 바람직하고, 160g/㎡ 이상 170g/㎡ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 투습도란, 하기 실시예에 기재된 방법으로 측정되는 것이다.The thickness of the moisture-permeable filter medium 1 formed as described above is not particularly limited, and for example, it is preferably 0.02 mm or more and 0.5 mm or less, and more preferably 0.07 mm or more and 0.3 mm or less. Further, the moisture permeability of the moisture permeable filter medium 1 is not particularly limited, and for example, it is preferably 150 g/
이상과 같이, 본 발명에 따른 투습성 여과재에 의하면, PTFE 다공질막에 통기성 시트가 적층된 상태여도, PTFE 다공질막 자체의 투습성에 대하여 투습성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.As described above, according to the moisture permeable filter medium according to the present invention, even in a state in which the breathable sheet is laminated on the PTFE porous membrane, it is possible to suppress a decrease in moisture permeability relative to the moisture permeability of the PTFE porous membrane itself.
즉, 습도가 다른 두 기체가 투습성 여과재(1)를 개재하여 인접하도록 배치되었을 때에, 투습성 여과재(1)의 한쪽 면측으로부터 다른 쪽 면측을 향하여 수증기가 투과하게 된다. 이때, 소수성 층(2) 또는 친수성 층(3) 중 어느 한쪽이 PTFE 다공질막으로 구성됨과 함께, 소수성 층(2) 또는 친수성 층(3) 중 어느 다른 쪽이 통기성 시트로 구성됨으로써, 소수성 층(2) 내의 수증기량과 친수성 층(3) 내의 수증기량과의 차가 발생하게 된다. 그리고, 이러한 수증기량의 차에 의해, 투습성 여과재(1)의 한쪽 면측으로부터 다른 쪽 면측에의 수증기의 투과 속도가 증가된다. 이에 의해, PTFE 다공질막에 통기성 시트가 적층됨으로써 발생하는 투습성의 저하(PTFE 다공질막 단체의 투습성에 대한 저하)를 억제할 수 있고, 양호한 투습성을 갖는 투습성 여과재(1)를 얻을 수 있다.That is, when two gases having different humidity are disposed adjacent to each other via the moisture permeable filter medium 1, water vapor permeates from one side to the other side of the moisture permeable filter medium 1. At this time, either one of the
구체적으로는, 종래, 상기와 같은 구성의 통기성 시트(부직포)가 PTFE 다공질막에 적층되어 투습성 여과재(1)가 형성된 경우, 이러한 투습성 여과재(1)는 PTFE 다공질막 단체의 투습성보다도 투습성이 현저하게 저하되게 된다. 그러나, 본 실시 형태와 같이, 친수성 층(3) 또는 소수성 층(2) 중 어느 한쪽이 PTFE를 사용하여 형성된 PTFE 다공질막으로 구성됨과 함께, 친수성 층(3) 또는 소수성 층(2) 중 어느 다른 쪽을 구성하는 통기성 시트로서 상기와 같은 부직포가 사용됨으로써, PTFE 다공질막에 통기성 시트가 적층됨으로써 발생하는 투습성의 저하를 억제할 수 있고, 양호한 투습성을 갖는 투습성 여과재(1)를 얻을 수 있다. 특히, 친수성 층(3)측으로부터 소수성 층(2)측을 향한(환언하면, 층내의 수증기량이 높은 측으로부터 낮은 측을 향한) 투습성의 저하를 적절하게 억제할 수 있다.Specifically, conventionally, when a breathable sheet (non-woven fabric) having the above-described configuration is laminated on a PTFE porous membrane to form a moisture permeable filter material 1, such a moisture permeable filter material 1 has remarkable moisture permeability than the moisture permeability of the PTFE porous membrane alone. Will be degraded. However, as in the present embodiment, while either the hydrophilic layer 3 or the
또한, 소수성 층(2)과 친수성 층(3)이 접촉함으로써, 친수성 층(3)과 소수성 층(2)과의 사이에 다른층이 개재하는 경우보다도, 친수성 층(3)과 소수성 층(2)과의 거리가 가까워진다. 이로 인해, 친수성 층(3)과 소수성 층(2)과의 수증기의 농도 차에 의한 수증기의 이동이 보다 신속히 행해진다. 이로 인해, PTFE 다공질막에 통기성 시트가 적층됨으로써 발생하는 투습성의 저하를 보다 억제할 수 있고, 양호한 투습성을 갖는 투습성 여과재(1)를 얻을 수 있다.In addition, since the
또한, 습도가 다른 두 기체를 투습성 여과재(1)를 개재하여 인접하도록 배치할 때에는, 습도가 높은 쪽의 기체를 친수성 층측에 배치하고, 습도가 낮은 쪽의 기체를 소수성 층측에 배치하는 것이 바람직하지만, 그 반대이어도 된다.In addition, when two gases having different humidity are disposed adjacent to each other via the moisture permeable filter medium 1, it is preferable to place the gas with the higher humidity on the hydrophilic layer side and the gas with the lower humidity on the hydrophobic layer side. , And vice versa.
또한, 본 발명에 따른 투습성 여과재는, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 또한, 상기한 복수의 실시 형태의 구성이나 방법 등을 임의로 채용하여 조합해도 되고(1개의 실시 형태에 따른 구성이나 방법 등을 다른 실시 형태에 이러한 구성이나 방법 등에 적용해도 된다), 또한 하기하는 각종 변경예에 관한 구성이나 방법 등을 임의로 선택하여, 상기한 실시 형태에 따른 구성이나 방법 등에 채용해도 되는 것은 물론이다.In addition, the moisture permeable filter medium according to the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. In addition, configurations and methods of the plurality of embodiments described above may be arbitrarily adopted and combined (configuration or method according to one embodiment may be applied to other embodiments, such configurations or methods, etc.), and the following various It goes without saying that a configuration or a method according to the modified example may be arbitrarily selected, and a configuration or a method according to the above-described embodiment may be employed.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 소수성 층(2)이 PTFE 다공질막으로 형성되고, 친수성 층(3)이 통기성 시트로 형성되어 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 친수화된 PTFE 다공질막을 사용하여 친수성 층(3)이 형성되고, 소수성을 갖는 통기성 시트를 사용하여 소수성 층(2)이 형성되어도 된다. 친수화된 PTFE 다공질막으로서는, 예를 들어 폴리비닐알코올(PVA)에 의해 친수화 처리된 PTFE 다공질막(PVA와 PTFE의 심초 구조) 등을 사용할 수 있다. 한편, 소수성을 갖는 통기성 시트로서는, 예를 들어 코어 부분이 폴리프로필렌(PP)로 구성되고, 외피 부분이 친수화되어 있지 않은 폴리에틸렌(PE)으로부터 구성된 것 등을 들 수 있다.For example, in the above embodiment, the
또한, 상기 실시 형태에서는, 소수성 층(2) 및 친수성 층(3)의 두 층으로 투습성 여과재가 형성되고, 소수성 층(2)과 친수성 층(3)이 접촉하도록 적층되어 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 소수성 층(2)과 친수성 층(3)과의 사이에 다른층(예를 들어, 투습도에 영향을 주지 않는 부직포 등)이 적층되어도 된다. 또한, 소수성 층(2)과 친수성 층(3)이 적층된 상태에 있어서, 소수성 층(2)측의 표면이나 친수성 층(3)측의 표면에 다른층(예를 들어, 투습도에 영향을 주지 않는 부직포 등)이 적층되어도 된다.In addition, in the above embodiment, a moisture permeable filter medium is formed by two layers of the
실시예Example
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
1. 사용 재료1. Materials used
(1) 친수성 층(1) hydrophilic layer
·친수화 PTFE 다공질막(닛토덴코사제의 PTFE 다공질막을 PVA로 처리하여 친수화한 것)Hydrophilic PTFE porous membrane (made by treating Nitto Denko's PTFE porous membrane with PVA to make it hydrophilic)
·EVOH(에틸렌-비닐알코올 공중합체) 여과재(구라레사제 에벌)EVOH (ethylene-vinyl alcohol copolymer) filter media (Eval, manufactured by Kurare)
·부직포 1(코어 부분이 PP이고 외피 부분이 PE인 심초 섬유를 포함하는 부직포가 PMMA 처리한 것)(부직포: 히로세 세이시사제 HOP)Non-woven fabric 1 (non-woven fabric containing core sheath fibers with a core part of PP and an outer skin part of PE was treated with PMMA) (non-woven fabric: HOP manufactured by Hirose Seishi)
·부직포 2(코어 부분이 PET이고 외피 부분이 PA-6인 심초 섬유를 포함하는 부직포)(BONAR사제 Colback)Non-woven fabric 2 (non-woven fabric containing core sheath fibers with a core part of PET and an outer skin part of PA-6) (Colback made by BONAR)
·부직포 3(EVA의 섬유를 포함하는 부직포)(닛토덴코사제)Non-woven fabric 3 (non-woven fabric containing EVA fibers) (manufactured by Nitto Denko)
(2) 소수성 층(2) hydrophobic layer
·PTFE 다공질막(닛토덴코사제)・PTFE porous membrane (manufactured by Nitto Denko)
·부직포 4(코어 부분이 PP이고 외피 부분이 PE인 심초 섬유를 포함하는 부직포)(히로세 세이시사제 HOP)Non-woven fabric 4 (non-woven fabric containing core sheath fibers in which the core part is PP and the outer part is PE) (HOP made by Hirose Seishi)
·부직포 5(코어 부분이 PET이고 외피 부분이 PE인 심초 섬유를 포함하는 부직포)(유니티카사제 SE100SHO)Non-woven fabric 5 (non-woven fabric containing core sheath fibers in which the core part is PET and the outer skin part is PE) (SE100SHO made by Unitika)
또한, 상기의 친수화 PTFE 다공질막은, 이하의 방법으로 형성된 것이다. 구체적으로는, PTFE 파인 파우더(다이킨사제, 폴리프론 F104) 100중량부에, 액상 윤활제(도데칸) 19중량부를 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성하고, 해당 혼합물을 예비 성형하였다. 이어서, 얻어진 예비 성형체를 시트 형상으로 페이스트 압출하여 시트 형상의 성형체를 형성하였다. 얻어진 시트 형상의 성형체를 1쌍의 금속 압연롤 사이에 통과시키고, 두께 200㎛의 긴 시트로 하고 나서, 액 윤활제를 건조 제거하였다. 그리고, 얻어진 긴 시트를 280℃의 연신 온도에서 길이 방향으로 3배로 연신하고, 추가로 텐터법에 의해 150℃의 연신 온도에서 폭 방향으로 6배로 연신하여, PTFE 다공질막을 얻었다.In addition, the hydrophilic PTFE porous membrane is formed by the following method. Specifically, 19 parts by weight of a liquid lubricant (dodecane) was uniformly mixed with 100 parts by weight of PTFE fine powder (manufactured by Daikin, Polyflon F104) to form a mixture, and the mixture was preformed. Subsequently, the obtained green body was paste-extruded into a sheet shape to form a sheet-shaped molded body. The obtained sheet-shaped molded article was passed between a pair of metal rolling rolls to obtain a 200 µm-thick long sheet, and then the liquid lubricant was dried and removed. Then, the obtained long sheet was stretched three times in the longitudinal direction at a stretching temperature of 280°C, and further stretched six times in the width direction at a stretching temperature of 150°C by a tenter method to obtain a PTFE porous membrane.
그리고, 얻어진 PTFE 다공질막을 이소프로필알코올로 함침시킨 후, PVA 용액에 침지하였다. 그 후, 글루타르알데히드로 PVA를 가교하여 친수화 PTFE 다공질막을 얻었다.Then, after impregnating the obtained porous PTFE membrane with isopropyl alcohol, it was immersed in a PVA solution. Thereafter, PVA was crosslinked with glutaraldehyde to obtain a hydrophilic PTFE porous membrane.
또한, 상기 소수성 층을 구성하는 PTFE 다공질막은, 이하의 방법으로 형성된 것이다. 구체적으로는, PTFE파인 파우더(다이킨사제, 폴리프론 F104) 100중량부에 액상 윤활제(도데칸) 19중량부를 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성하고, 해당 혼합물을 예비 성형하였다. 이어서, 얻어진 예비 성형체를 시트 형상으로 페이스트 압출하여 시트 형상의 성형체를 형성하였다. 얻어진 시트 형상의 성형체를 1쌍의 금속 압연롤 사이에 통과시키고, 두께 200㎛의 긴 시트로 하고 나서, 액 윤활제를 건조 제거하였다. 그리고, 얻어진 긴 시트를 280℃의 연신 온도에서 길이 방향으로 14배로 연신하고, 추가로 텐터법에 의해 150℃의 연신 온도에서 폭 방향으로 30배로 연신하여, 소수성 층을 구성하는 PTFE 다공질막을 얻었다.In addition, the PTFE porous membrane constituting the hydrophobic layer is formed by the following method. Specifically, 19 parts by weight of a liquid lubricant (dodecane) was uniformly mixed with 100 parts by weight of PTFE fine powder (manufactured by Daikin, Polyflon F104) to form a mixture, and the mixture was preformed. Subsequently, the obtained green body was paste-extruded into a sheet shape to form a sheet-shaped molded body. The obtained sheet-shaped molded article was passed between a pair of metal rolling rolls to obtain a 200 µm-thick long sheet, and then the liquid lubricant was dried and removed. Then, the obtained long sheet was stretched 14 times in the longitudinal direction at a stretching temperature of 280°C, and further stretched 30 times in the width direction at a stretching temperature of 150°C by a tenter method to obtain a PTFE porous membrane constituting a hydrophobic layer.
2. 흡수율의 측정2. Measurement of water absorption
상기 사용 재료 중, EVOH 여과재 이외는, ASTM 규격 D570에 준거하여, 23도, 24시간의 조건에서, 흡수율을 측정하였다. EVOH 여과재에 대해서는, 소정 사이즈의 EVOH 여과재를 물에 침지했을 때에 증가하는 여과재의 질량 비율을 흡수율로서 측정하였다.Among the materials used, except for the EVOH filter medium, the water absorption was measured under conditions of 23 degrees and 24 hours in accordance with ASTM standard D570. For the EVOH filter medium, the mass ratio of the filter medium increasing when the EVOH filter medium of a predetermined size was immersed in water was measured as the water absorption.
3. 투습성 여과재의 제작3. Fabrication of moisture permeable filter media
하기 표 1에 기재된 층 구성이 되도록, 상기 각 사용 재료를 적층하여 실시예 1 내지 4의 투습성 여과재와 비교예 1 내지 4의 투습성 여과재를 제작하였다.The moisture permeable filter media of Examples 1 to 4 and the moisture permeable filter media of Comparative Examples 1 to 4 were prepared by laminating each of the materials to be used so as to have the layer structure shown in Table 1 below.
4. 투습도의 측정4. Measurement of moisture permeability
칭량을 완료한 흡습제(염화칼슘)를 컵(JIS L 1099에 준거한 φ60mm의 개구면을 갖는 것)에 수용하고, 컵의 개구면 전체를 간극 없이 덮도록 투습성 여과재를 컵의 개구부에 설치하였다. 이때, 흡습제와 투습성 여과재와의 간격은, 3mm로 하고, 투습 면적은 0.00283㎡로 하였다. 투습성 여과재로 개구면이 덮인 컵을 습도 80%, 온도 30℃의 항온조 내에 한 시간 배치하였다. 그 후, 이러한 컵을 항온조로부터 취출하여, 흡습제를 칭량하였다. 그리고, 항온조에 넣기 전과 항온조에 넣은 후의 흡습제의 질량차(즉, 흡습제에 흡수된 수증기량) A와 컵의 개구면의 면적 B를 사용하여, 하기 (1) 식에 의해, 투습도를 산출하였다. 투습도에 대해서는, 하기 표 1에 나타내었다.A moisture absorbent (calcium chloride) having been weighed was accommodated in a cup (having an opening surface of φ 60 mm in accordance with JIS L 1099), and a moisture-permeable filter medium was installed in the opening of the cup so as to cover the entire opening surface of the cup without a gap. At this time, the distance between the desiccant and the moisture permeable filter medium was 3 mm, and the moisture permeable area was 0.00283
투습도(g/㎡/h)=A/B…(1)Moisture permeability (g/m²/h)=A/B... (One)
<정리><organization>
각 실시예와 각 비교예를 비교하면, 기준예의 투습도에 비하여 각 실시예쪽이 투습도의 저하가 억제되는 것이 보인다. 즉, 소수성 층과 친수성 층이 적층되어, 어느 한쪽의 층이 PTFE 다공질막으로 구성되고, 어느 다른 쪽의 층이 부직포로 구성됨으로써, PTFE 다공질막에 부직포가 적층됨으로써 발생하는 투습도의 저하를 억제할 수 있다.Comparing each of the examples with each of the comparative examples, it can be seen that the decrease in the moisture permeability is suppressed in each example compared to the moisture permeability of the reference example. That is, a hydrophobic layer and a hydrophilic layer are stacked, one layer is composed of a PTFE porous membrane, and the other layer is composed of a nonwoven fabric, thereby suppressing the decrease in moisture permeability caused by lamination of the nonwoven fabric on the PTFE porous membrane. I can.
또한, 일반적으로, 투습도는 투습성 여과재의 두께에 반비례하지만, 실시예 1 내지 3을 비교하면, 두께가 가장 두꺼운 실시예 2의 투습도가 가장 높은 것이 보인다. 즉, 소수성 층이 PTFE 다공질막으로 구성되고, 소수성 층이 부직포로 구성되는 경우, 소수성 층과 친수성 층의 흡수율의 차가 큰 쪽이 투습도가 높아지는 것이 보인다.Further, in general, the moisture permeability is inversely proportional to the thickness of the moisture permeable filter medium, but when comparing Examples 1 to 3, it is seen that the moisture permeability of Example 2, which has the thickest thickness, is the highest. That is, when the hydrophobic layer is composed of a porous PTFE membrane and the hydrophobic layer is composed of a nonwoven fabric, it is seen that the greater the difference in water absorption between the hydrophobic layer and the hydrophilic layer, the higher the moisture permeability.
1…투습성 여과재, 2…소수성 층, 3…친수성 층One… Moisture permeable filter media, 2... Hydrophobic layer, 3… Hydrophilic layer
Claims (3)
소수성을 갖는 소수성 층과 친수성을 갖는 친수성 층이 접하도록 적층되어 구성되어 있고,
소수성 층 또는 친수성 층 중 어느 한쪽이 PTFE를 사용하여 형성된 PTFE 다공질막으로 구성되고, 소수성 층 또는 친수성 층 중 어느 다른 쪽이 통기성을 갖는 통기성 시트로 구성되고,
친수성 층은 흡수율이 0.01% 이상이고, 소수성 층은 흡수율이 0.01% 미만인 투습성 여과재.It is formed in a sheet shape and is configured to transmit water vapor from at least one side toward the other side,
It is laminated and configured so that the hydrophobic layer having hydrophobicity and the hydrophilic layer having hydrophilicity are in contact,
One of the hydrophobic layer or the hydrophilic layer is composed of a PTFE porous membrane formed using PTFE, and the other of the hydrophobic layer or the hydrophilic layer is composed of a breathable sheet having air permeability,
The hydrophilic layer has an absorption rate of 0.01% or more, and the hydrophobic layer has an absorption rate of less than 0.01%.
해당 부직포는, 두께가 20㎛ 이상 1000㎛ 이하인 투습성 여과재.The method according to claim 1, wherein the breathable sheet is formed using a nonwoven fabric,
The nonwoven fabric is a moisture-permeable filter medium having a thickness of 20 µm or more and 1000 µm or less.
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